CN114336690B - 基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、系统及存储介质 - Google Patents

基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电力自动化技术领域的一种基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、系统及存储介质，方法包括：实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令。本发明考虑了未来一段时间负荷的波动性，选择最优的时间下发换相指令，避免频繁换相，影响台区电能质量。

Description

基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、系统及存储介质
技术领域
本发明属于电力自动化技术领域，具体涉及一种基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、系统及存储介质。
背景技术
电能是人们生活的基石。各种形式的社会活动都离不开电能，随着社会经济和科技的快速发展，各种新型用能形式不断涌现，各生产企业和居民对电能质量的要求越来越高。三相不平衡是电能质量的重要指标，三相不平衡能够引起三相电压或电流的不对称从而造成其他电能质量指标的变化。国内配电网的三相四线制供电方式，对于城市的用户，超过90％的负荷都是单相负荷，某一相负荷快速增加或者减小，都会增加配电网三相不平衡，一旦三相不平衡程度加大，又会危害配电网的相关设备，轻微的不平衡会增加损耗但不会对系统产生危害，但是严重的不平衡会增大变压器的损耗，导致变压器励磁电流增大，严重的时候可能会损坏变压器,同时也会危害用户和商户的设备，造成经济损失。
目前，三相不平衡治理方法包括人工换相和人工操作换相开关进行换相动作。人工换相是采用人工的方式改变负荷的开关接线方式，改变负荷的相序，此方式需要在停电的前提下操作。第二种方法是人工操作换相开关执行换相动作，需在停电的前提下，手动操作时是指通过人工改变换相开关的触点位置，达到改变负荷相序的目。当换相开关为智能换相开关时，可以人工向换相开关发送换相指令，智能换相开关判断电压暂态波形，在两相电压过零点的间隔进行相序的快速切换，不需要先停电。现有的三相不平衡治理方法都是针对静态的三相功率和不平衡状态给出换相策略，没有考虑负荷的波动性。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于智能终端的台区三相不平衡治理方法、系统及存储介质，考虑了未来一段时间负荷的波动性，选择最优的时间下发换相指令，避免频繁换相，影响台区电能质量。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
第一方面，提供一种台区三相不平衡治理方法，包括：实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令。
进一步地，所述考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，包括：基于台区历史功率数据，采用线性外推方法，对换相周期内后续的功率数据进行超短期功率预测，得到未来换相周期内的台区关口和各个负荷的功率；线性外推预测功率采用如下公式：
式中，ti为时间变量，表示第i个时刻，y(t1)表示t1时刻的功率，y(t2)表示预测的t2时刻的功率，表示指定的历史时间段内ti时刻功率的平均值。
进一步地，所述基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令，包括：
换相开关最优动作策略模型的优化目标包括：三相不平衡度最小和参与换相的换相开关最少，并且添加了换相开关寿命的惩罚项，优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，IA，IB，IC表示关口三相电流，Ilmax表示关口线路电流限值，D(K)表示换相指令中参与换相的换相开关个数，max(L)表示本次换相指令涉及的换相开关中最大的使用寿命，lLimite表示换相开关的使用寿命上限，α1、α2和α3分别表示三个优化目标的权重。
进一步地，所述最优换相指令下发时间的选择方法，包括：设换相周期为1个小时，一个换相周期分为4个时段，每个时段15分钟；(1)将换相周期内第i个时段的台区所有负荷的电流幅值和相序输入换相开关最优动作策略模型；假设第i个时段按照最优换相策略进行换相动作，计算换相周期内所有时段的平均三相不平衡度；(2)对换相周期内所有时刻都进行第(1)步计算，得到四个平均三相不平衡度；(3)设k时刻按照最优换相策略进行换相动作后，换相周期内所有时段的平均三相不平衡度最小；(4)判断k＝1是否成立，如果是，则按最优换相策略发出指令，进行换相动作，换相周期后移1个小时，返回第(1)步；如果否，则换相周期后移15分钟，返回第(1)步。
进一步地，所述换相开关最优布局，通过以下方法获取：历史全年样本日提取；对历史全年样本日中负荷变化相似的负荷进行分类，使每一类中三相负荷均匀分布；将全年历史样本日的数据带入换相开关布局优化模型中，计算得到历史全年最优换相指令集；基于全年最优换相指令集选择换相开关最优布局。
进一步地，所述历史全年样本日提取的规则，包括：依据全年电力负荷趋势的峰谷特征，按月将全年时间分为夏季高峰、冬季高峰、春季低谷、秋季低谷、平峰五个峰谷时段；按比例从全年五个峰谷时段中随机提取样本日，其中，每个峰谷时段的样本日提取按比例随机提取工作日和非工作日；每个样本日以T为时间间隔，取各个时刻的历史负荷数据，每一时刻数据代表以这一时刻开始的T时间段的负荷数据。
进一步地，所述对历史全年样本日中负荷变化相似的负荷进行分类，采用模糊C均值聚类法。
进一步地，所述换相开关布局优化模型，包括两个优化目标：(1)台区的三相电流不平衡度最小；(2)换相指令中参与换相的负荷最少；三相不平衡度采用三相间最大单相电流减去最小单相电流的差，除以最大单相电流的方式进行计算；换相开关布局优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，Ilmax表示关口线路电流限值，d(K)表示换相指令中参与换相的负荷个数，α1和α2分别表示两个优化目标的权重。
进一步地，所述基于全年最优换相指令集选择换相开关最优布局，包括：根据统计全年负荷最优换相指令集中所有负荷的换相次数统计，将所有负荷按照换相次数从大到小排序，得到参与换相的高频率负荷；按照换相次数从大到小的顺序逐个增加选取比例选择换相开关的安装位置，按照当前的换相开关安装布局，基于台区历史连续若干天的负荷数据带入换相开关布局优化模型进行验证，如果当前换相开关的安装布局达到三相不平衡治理目标且满足约束条件，当前换相开关的布局即为最优布局。
第二方面，提供一种台区三相不平衡治理系统，包括：超短期功率预测模块，用于实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；换相指令计算模块，用于根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；换相指令下发模块，用于在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令。
第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行第一方面所述的方法。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
(1)本发明通过实时监测台区的三相不平衡度并进行一个换相周期内的超短期功率预测，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；在选择的换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令，考虑了未来一段时间(一个换向周期)负荷的波动性，考虑了换相开关设备的寿命，尽可能地避开寿命高(即剩余寿命少)的换相开关进行换相动作，选择最优的时间下发换相指令，避免频繁换相，影响台区电能质量；
(2)本发明基于台区历史数据选择最优的换相开关布局，在满足三相不平衡治理目标的前提下最大限度地减少了换相开关的安装数量，可减少安装和维护成本；
(3)本发明通过智能终端将换相后的电能质量指标和换相动作记录上报配电主站，加强了配电主站对台区电能质量的监测能力。
附图说明
图1是本发明实施例中典型时段提取流程示意图；
图2是本发明实施例中换相开关布局优化流程示意图；
图3是本发明实施例中换相指令下发时间选择流程示意图；
图4是本发明实施例中换相指令下发与换相动作执行示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
一种智能终端结合换相开关的台区三相不平衡治理方法，包括：实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令。
本实施例中，智能终端即智能配变终端，是对电网运行参数进行实时监测，实现自动化，智能化，信息化的一种设备，是具有边缘计算能力的平台设备，可实现配变监测、设备状态监测、电能质量监测、分布式能源管理等功能。换相开关：是可以接收控制指令，从而对单相负荷进行换相操作，将负荷从一相转到另一相的开关设备。三相不平衡：是指在电力系统中三相电流(或电压)幅值不一致，且幅值差超过规定范围。电力系统三相平衡的状况是电能质量的主要指标之一。
一、换相开关最优布局的选择。
配电台区中基于智能终端的换相装置包括一个智能终端和多个换相开关。考虑到安装成本和后续维修成本与台区内换相开关的安装数量呈正相关，因此需要在满足三相不平衡治理目标的前提下在合理的位置装设合适数量的换相开关，及选择换相开关的最优安装布局。最优安装布局的选择基于全年历史数据计算，将全年样本日的数据输入换相开关布局优化模型，计算出全年最优的换相指令集，基于全年最优换相指令集，依次选出最优的换相开关布局。
1)历史全年样本日提取
在全年的历史数据中，选取按照峰谷特征，工作日和非工作日为区分标准，提取样本日作为表征全年历史负荷数据的样本。
如图1所示，具体提取规则如下：
(1)依据全年电力负荷趋势的峰谷特征，按月将全年时间分为夏季高峰、冬季高峰、春季低谷、秋季低谷、平峰五个峰谷时段；
(2)按比例从全年五个峰谷时段中随机提取样本日，五个峰谷时段样本日的总天数为全年总天数的10％；其中，每个峰谷时段的样本日提取需要按比例随机提取工作日和非工作日；
(3)每个样本日以T＝15min为时间间隔，取96个时刻的历史负荷数据，每一时刻数据代表以这一时刻开始的15min时间段的负荷数据。
2)负荷分类
为达到稳健的三相平衡，对负荷变化相似的负荷进行分类，使每一类中三相负荷均匀分布。全年5个峰谷时段样本日的都需要进行负荷分类，得到在每个峰谷时段的分类结果，在后续优化时每个15min时间段按照对应分负荷分类情况计算最优换相指令，负荷分类方法采用模糊C均值聚类法。
3)历史全年最优换相指令集计算
三相不平衡度的换相开关的布局优化包括两个优化目标：(1)台区的三相电流不平衡度最小；(2)换相指令中参与换相的负荷最少。
三相不平衡度采用三相间最大单相电流减去最小单相电流的差，除以最大单相电流的方式进行计算。
用0或1表示换相开关导通相是否切换到A、B、C相其中之一，负荷相序k表示为：
所有换相开关的相序状态矩阵K可用3×N的矩阵表示：
K＝[k1，k2，k3，…，kN-1，kN] (2)
I表示正常负荷的电流，IS表示学校、医院、研究机构等对电能质量要求较高的敏感负荷电流，台区关口的电流关系式表示为：
[IA，IB，IC]T＝K×I+IS (3)
换相开关布局优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，Ilmax表示关口线路电流限值，d(K)表示换相指令中参与换相的负荷个数，α1和α2分别表示两个优化目标的权重。
将全年历史样本日的96点数据带入模型中的计算得到全年换相指令集，在计算的过程中，要考虑不同峰谷时段不同类别的负荷分别进行计算，不同类别的负荷换相指令组合起来等于台区所有负荷的换相指令。
4)基于全年最优换相指令集选择换相开关最优布局
基于全年最优换相指令集，台区内换相开关布局优化流程如图2所示，根据统计全年负荷最优换相指令集中所有负荷的换相次数统计，将所有负荷按照换相次数从大到小排序，得到参与换相的高频率负荷。按照换相次数从大到小的顺序逐个增加选取比例选择换相开关的安装位置，按照当前的换相开关安装布局，基于台区历史连续若干天的负荷数据(本实施例选择连续3天的负荷数据)带入换相开关布局优化模型进行验证，如果当前换相开关的安装布局达到三相不平衡治理目标且满足约束条件，当前换相开关的布局即为最优布局。
二、智能终端动态制定换相策略
在换相开关最优布局确定之后，智能终端作为换相开关的控制侧，实时监测台区的三相不平衡度，考虑未来一段时间负荷的波动性，动态地制定换相策略，在制定换相策略时，考虑换相开关设备的寿命，尽可能地避开剩余寿命少即累计使用次数多的换相开关进行换相动作，同时为了避免频繁换相，选择合适的换相指令下发时间。
1)实时监测台区的三相不平衡度并进行一个换相周期内的超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据。
设两次换相动作的最小时间间隔即换相周期为1个小时，功率数据的时间间隔为15分钟，1个换相周期有4个时间点的数据。在换相周期内，智能终端考虑一个换相周期内的负荷波动性，在换相周期内，计算最优换相指令和换相指令的下发时间。换相周期内的第1个时间点的数据为实时数据，后续3个时间点的数据为预测数据。
基于台区历史5天内的功率数据，采用线性外推方法，对换相周期内后3个时间点的功率数据进行超短期功率预测，得到未来换相周期内的台区关口和各个负荷的功率。线性外推预测功率采用如下公式：
式中，ti为时间变量，表示第i(i＝0,1,2)个时刻，y(t1)表示当前时刻(t1时刻)的功率，y(t2)表示预测时刻(t2时刻)的功率，表示指定的历史时间段内ti时刻功率的平均值。
2)根据功率的实时数据和预测数据，基于换相开关最优动作策略模型计算换相指令。
对换相周期内4个时间点的实时数据或预测数据都进行一次最优换相指令的计算，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型进行计算，模型的优化目标包括：三相不平衡度最小和参与换相的换相开关最少，并且添加了换相开关寿命的惩罚项，优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，IA，IB，IC表示关口三相电流，Ilmax表示关口线路电流限值，D(K)表示换相指令中参与换相的换相开关个数，max(L)表示本次换相指令涉及的换相开关中最大的使用寿命，lLimite表示换相开关的使用寿命上限，α1、α2和α3分别表示三个优化目标的权重。
3)在选择的换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令。
智能终端动态计算换相指令，在动态计算的过程中，换相指令下发时间选择的流程如图3所示，换相周期为1个小时，一个换相周期分为4个时段，每个时段15分钟：
(1)将换相周期内第i个时段的台区所有负荷的电流幅值和相序输入换相开关最优动作策略模型；假设第i个时段按照最优换相策略进行换相动作，计算换相周期内所有时段的平均三相不平衡度；
(2)对换相周期内所有时刻都进行第(1)步计算，得到四个平均三相不平衡度；
(3)设k时刻按照最优换相策略进行换相动作后，换相周期内所有时段的平均三相不平衡度最小；
(4)判断k＝1是否成立，如果是，则按最优换相策略发出指令，进行换相动作，换相周期后移1个小时，返回第(1)步；如果否，则换相周期后移15分钟，返回第(1)步。
三、换相开关接收并执行换相指令
在动态地制定换相策略的过程中，智能终端会在最优的时间下发换相指令，换相开关接收换相指令并执行换相动作，具体流程如图4所示：
(1)换相开关三相接入，在输出端只有单相输出，在输出端接单相负载，当换相开关接收到来自智能配变终端的换相指令后，控制选相开关分断系统使开关在15ms内完成换相，用电负荷可以不用先停电不受干扰。
(2)在换相动作执行完成之后，智能终端获取当前各换相开关的相序，和执行的换相指令作对比，验证换相指令是否被正确地执行。
(3)最后智能终端将本次换相指令和换相执行记录上报配电主站。
四、换相前后电能质量评估
智能终端在发出换相指令，换相指令被正确地执行之后，获取台区有关电能质量的电气量，计算换相前后的电能质量相关指标，并将电能质量指标计算结果上报配电主站，配电主站展示三相不平衡治理效果和其他电能质量指标，电能质量评估指标包括：
(1)三相不平衡度：台区关口的三相电流不平衡度，计算方式为三相间最大单相电流减去最小单相电流的差除以最大单相电流。
(2)电压偏移：台区关口三相电压偏移，计算方式为三相电压与额定电压的差值除以额定电压。
(3)电压谐波：台区关口三相电压的谐波总失真THD，谐波总失真THD计算方式为大于一次的谐波电压的平方和除以一次谐波电压的平方。
本发明通过实时监测台区的三相不平衡度并进行一个换相周期内的超短期功率预测，基于换相开关最优动作策略模型计算换相指令；在选择的换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令，考虑了未来一段时间负荷的波动性，考虑了换相开关设备的寿命，尽可能地避开寿命高的换相开关进行换相动作，选择最优的时间下发换相指令，避免频繁换相，影响台区电能质量；本发明基于台区历史数据选择最优的换相开关布局，在满足三相不平衡治理目标的前提下最大限度地减少了换相开关的安装数量，可减少安装和维护成本；本发明通过智能终端将换相后的电能质量指标和换相动作记录上报配电主站，加强了配电主站对台区电能质量的监测能力。
实施例二：
基于实施例一所述的一种智能终端结合换相开关的台区三相不平衡治理方法，本实施例提供一种智能终端结合换相开关的台区三相不平衡治理系统，包括：
超短期功率预测模块，用于实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；
换相指令计算模块，用于根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；
换相指令下发模块，用于在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令。
实施例三：
基于实施例一所述的一种智能终端结合换相开关的台区三相不平衡治理方法和实施例二所述的一种智能终端结合换相开关的台区三相不平衡治理系统，本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行实施例一所述的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (9)

1.一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，包括：
实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；
根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；
在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令；
所述考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，包括：基于台区历史功率数据，采用线性外推方法，对换相周期内后续的功率数据进行超短期功率预测，得到未来换相周期内的台区关口和各个负荷的功率；线性外推预测功率采用如下公式：
式中，ti为时间变量，表示第i个时刻，y(t1)表示t1时刻的功率，y(t2)表示预测的t2时刻的功率，表示指定的历史时间段内ti时刻功率的平均值；
所述基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令，包括：
换相开关最优动作策略模型的优化目标包括：三相不平衡度最小和参与换相的换相开关最少，并且添加了换相开关寿命的惩罚项，优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，IA，IB，IC表示关口三相电流，Ilmax表示关口线路电流限值，D(K)表示换相指令中参与换相的换相开关个数，max(L)表示本次换相指令涉及的换相开关中最大的使用寿命，lLimite表示换相开关的使用寿命上限，α1、α2和α3分别表示三个优化目标的权重。
2.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，所述最优换相指令下发时间的选择方法，包括：设换相周期为1个小时，一个换相周期分为4个时段，每个时段15分钟；
(1)将换相周期内第i个时段的台区所有负荷的电流幅值和相序输入换相开关最优动作策略模型；假设第i个时段按照最优换相策略进行换相动作，计算换相周期内所有时段的平均三相不平衡度；
(2)对换相周期内所有时刻都进行第(1)步计算，得到四个平均三相不平衡度；
(3)设k时刻按照最优换相策略进行换相动作后，换相周期内所有时段的平均三相不平衡度最小；
(4)判断k＝1是否成立，如果是，则按最优换相策略发出指令，进行换相动作，换相周期后移1个小时，返回第(1)步；如果否，则换相周期后移15分钟，返回第(1)步。
3.根据权利要求1所述的一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，所述换相开关最优布局，通过以下方法获取：
历史全年样本日提取；
对历史全年样本日中负荷变化相似的负荷进行分类，使每一类中三相负荷均匀分布；
将全年历史样本日的数据带入换相开关布局优化模型中，计算得到历史全年最优换相指令集；
基于全年最优换相指令集选择换相开关最优布局。
4.根据权利要求3所述的一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，所述历史全年样本日提取的规则，包括：
依据全年电力负荷趋势的峰谷特征，按月将全年时间分为夏季高峰、冬季高峰、春季低谷、秋季低谷、平峰五个峰谷时段；
按比例从全年五个峰谷时段中随机提取样本日，其中，每个峰谷时段的样本日提取按比例随机提取工作日和非工作日；
每个样本日以T为时间间隔，取各个时刻的历史负荷数据，每一时刻数据代表以这一时刻开始的T时间段的负荷数据。
5.根据权利要求3所述的一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，所述对历史全年样本日中负荷变化相似的负荷进行分类，采用模糊C均值聚类法。
6.根据权利要求3所述的一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，所述换相开关布局优化模型，包括两个优化目标：(1)台区的三相电流不平衡度最小；(2)换相指令中参与换相的负荷最少；三相不平衡度采用三相间最大单相电流减去最小单相电流的差，除以最大单相电流的方式进行计算；换相开关布局优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，Ilmax表示关口线路电流限值，d(K)表示换相指令中参与换相的负荷个数，α1和α2分别表示两个优化目标的权重。
7.根据权利要求3所述的一种台区三相不平衡治理方法，其特征是，所述基于全年最优换相指令集选择换相开关最优布局，包括：根据统计全年负荷最优换相指令集中所有负荷的换相次数统计，将所有负荷按照换相次数从大到小排序，得到参与换相的高频率负荷；按照换相次数从大到小的顺序逐个增加选取比例选择换相开关的安装位置，按照当前的换相开关安装布局，基于台区历史连续若干天的负荷数据带入换相开关布局优化模型进行验证，如果当前换相开关的安装布局达到三相不平衡治理目标且满足约束条件，当前换相开关的布局即为最优布局。
8.一种台区三相不平衡治理系统，其特征是，包括：
超短期功率预测模块，用于实时监测台区的三相不平衡度并考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，获取功率的实时数据和预测数据；
换相指令计算模块，用于根据功率的实时数据和预测数据，基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令；
换相指令下发模块，用于在选择的最优换相指令下发时间，向按照换相开关最优布局安装的若干换相开关中的指定换相开关发出换相指令；
所述考虑未来一段时间负荷的波动性进行超短期功率预测，包括：基于台区历史功率数据，采用线性外推方法，对换相周期内后续的功率数据进行超短期功率预测，得到未来换相周期内的台区关口和各个负荷的功率；线性外推预测功率采用如下公式：
式中，ti为时间变量，表示第i个时刻，y(t1)表示t1时刻的功率，y(t2)表示预测的t2时刻的功率，表示指定的历史时间段内ti时刻功率的平均值；
所述基于考虑了换相开关剩余寿命的换相开关最优动作策略模型计算换相指令，包括：
换相开关最优动作策略模型的优化目标包括：三相不平衡度最小和参与换相的换相开关最少，并且添加了换相开关寿命的惩罚项，优化模型用如下公式表示：
式中，Imax表示换相开关设备可承受的最大电流，IA，IB，IC表示关口三相电流，Ilmax表示关口线路电流限值，D(K)表示换相指令中参与换相的换相开关个数，max(L)表示本次换相指令涉及的换相开关中最大的使用寿命，lLimite表示换相开关的使用寿命上限，α1、α2和α3分别表示三个优化目标的权重。
9.一种计算机可读存储介质，其特征是，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的方法。
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